[发明专利]基于能量传递率的钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价方法

说明书

本发明提供一种基于能量传递率的钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价方法，包括以下步骤：S1：获取钢筋混凝土连续梁桥结构中的易损构件，筛选出与结构安全相关的关键构件；S2：针对每个关键构件，根据其破坏机制建立对应的破坏准则，获取n个与构件损伤相关的构件参数、以及每个构件参数的最大容许值；S3：进行不同地震动输入条件下连续梁桥各关键构件的能量分析，获取每个关键构件的能量代表值、以及每个构件参数的响应峰值δsubgt;i/subgt;，计算每个关键构件的能量传递率，S4：基于能量传递率建立钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价指标D。本发明能够基于结构层次的损伤评价指标，对连续梁桥结构的各种震害——不同程度损伤甚至结构倒塌进行评定。

技术领域

本发明涉及土木工程领域中桥梁抗震评估领域，具体而言涉及一种基于能量传递率的钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价方法。

背景技术

钢筋混凝土连续梁桥是我国中小桥的主要桥型，该类桥型在多次地震中都发生过地震损伤，在震后首先需要评价钢筋混凝土连续梁桥的损伤程度，再结合使用需求进行相应的结构加固或拆除重建。

确定地震作用导致桥梁的损伤程度即开展桥梁抗震评估，任何评估都需要先提出评估指标。在桥梁结构抗震评估方面通常都把结构的评估问题分解为构件的评估问题，譬如将某连续梁桥的损伤评价问题分解为板式橡胶支座、钢筋混凝土挡块、桥墩的损伤评估，对于三个构件分别制定状态分级标准进行各构件的损伤评价。不同类型的构件其评估指标不同，但主要有三类：基于刚度的评估指标、基于变形的评估指标、基于变形和能量的评估指标，其中变形类的损伤评估指标较多，如支座位移、挡块变形、桥墩位移延性系数等。

无论采用何种损伤评估指标，都是基于构件层次的桥梁地震损伤评价，实际上回避了结构整体评估这一关键问题。由于结构损伤评估通常与易损性分析有关，而对于结构易损性分析而言，可以不直接从结构损伤评价出发给出各级损伤状态对应的结构易损性曲线，而是通过概率关系将结构内的各种构件易损性曲线进行组合从而间接获得结构易损性曲线，因此可以针对每一种构件提出对应的损伤分级标准和破坏准则先进行构件易损性分析再得到结构易损性曲线，这也是大量学者只开展构件层次桥梁损伤评估的原因。但是构件各自不同程度的损伤结果与桥梁结构整体的损伤程度之间的关系一直不明确，譬如在构件层次上评价结果为支座严重破坏而桥墩是轻微破坏，则桥梁结构的损伤程度如何？因此需要研究从结构整体上评价桥梁地震损伤程度的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于能量传递率的钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价方法，基于结构层次的损伤评价指标，对连续梁桥结构的各种震害——不同程度损伤甚至结构倒塌进行评定，这对于进行钢筋混凝土连续梁桥抗震评估研究具有重要的意义。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于能量传递率的钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价方法，所述方法包括以下步骤：

S1：获取钢筋混凝土连续梁桥结构中的易损构件，从所述易损构件中筛选出与结构安全相关的关键构件；

S2：针对每个所述关键构件，根据其破坏机制建立对应的破坏准则，获取n个与构件损伤相关的构件参数、以及每个构件参数的最大容许值δ_ui，其中，i＝1,2,…,n；

S3：根据钢筋混凝土连续梁桥抗震设计的参数要求进行各类地震动工况的抗震验算，同时进行不同地震动输入条件下连续梁桥各关键构件的能量分析，获取每个关键构件的能量代表值ΔE_i、以及每个构件参数的响应峰值δ_i，根据下述公式以计算每个关键构件的能量传递率ψ_i：

S4：根据下述公式，基于能量传递率ψ_i建立钢筋混凝土连续梁桥地震损伤评价指标D：

进一步的实施例中，所述方法还包括：